Пристрій для порівняння даних, що представлені у класі лишків

Реферат: Пристрій для порівняння даних, що представлені у класі лишків (КЛ), містить перший і другий вхідні регістри, перший і другий блоки констант нулевізації, перший і другий суматори, першу і другу групи суматорів, схему порівняння однорядкового коду, перший і другий елементи І, перший та другий елементи АБО. Введено третій елемент АБО та елемент заборони. Вихід підрегістра лишку a 1 за найменшим модулем КЛ m1 першого регістра одночасно підключено до входу першого блока констант нулевізації, до другого входу першого елемента І та до першого входу третього елемента АБО, а вихід під регістра лишку b1 за найменшим модулем КЛ m1 , другового регістра одночасно підключено до входу другого блока констант нулевізації, до другого входу другого елемента І та до другого входу третього елемента АБО. Перший (n A  nB ) вихід схеми порівняння однорядкового коду підключено до першого (інформаційного) входу елемента заборони, до другого (забороненого) входу якого підключено вихід третього елемента АБО, вихід елемента заборони є першим (A  B) виходом пристрою, а виходи першого та другого елементів АБО є відповідно другим (A  B) і третім (A  B) виходами пристрою. UA 73379 U (12) UA 73379 U UA 73379 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до автоматики та обчислювальної техніки і може бути застосована в інформаційно-телекомунікаційних і обчислювальних системах, що функціонують у непозиційній системі числення класу лишків (КЛ), а також при реалізації криптографічних перетворень у полях Галуа. Відомий пристрій (аналог) для порівняння чисел, що містить перший і другий вхідні регістри, перший і другий блоки констант, перший і другий суматори, першу і другу групи суматорів, схему порівняння однорядкового коду, елементи І, АБО, групу ключових елементів та ін. (А.с. СРСР № 618739, МПК G 06 F 7/04, 1976 р.). Недолік даного аналога - значна кількість обладнання пристрою. Також відомий пристрій (аналог) (А.с. СРСР № 608155, МПК G 06 F 7/04, 1976 р.), що містить перший і другий вхідні регістри, перший і другий блоки констант, перший і другий суматори, першу і другу групи суматорів, схему порівняння однорядкового коду, елементи І, АБО та ін. Недолік даного аналога - значна кількість обладнання пристрою. Близьким за технічною суттю до запропонованої корисної моделі (аналогом) є пристрій (А.с. СРСР № 1037244, опубл. БВ № 31, 1983р., МПК G 06 F 7/04), де реалізується операція порівняння двох чисел у КЛ. Пристрій для порівняння чисел у класі лишків містить перший і другий вхідні регістри, перший і другий блоки констант нулевізації (БКН), перший і другий суматори, першу і другу групи суматорів, схему порівняння однорядкового коду (СПОК), причому, перший і другий входи пристрою підключено до входів відповідно першого та другого вхідних регістрів, виходи яких підключено до перших входів відповідно першого та другого суматорів, до других входів яких підключено виходи відповідно першого та другого блоків констант нулевізації, виходи першого та другого суматорів підключено до перших входів відповідно суматорів першої та другої груп до других входів яких підключені шини подачі констант, виходи суматорів першої та другої груп підключено до перших і других входів СПОК. Недолік даного аналога - значна кількість обладнання пристрою. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованої корисної моделі (прототипом) є пристрій для арифметичного порівняння чисел у КЛ (патент України на корисну модель № 64973, МПК G 06 F 7/04 (2006. 01), дата публікації 25.11.2011, Бюл. № 22). Пристрій містить перший і другий вхідні регістри, перший і другий блоки констант нулевізації, перший і другий суматори, першу і другу групи суматорів, схему порівняння однорядкового коду, перший і другий елементи І, перший та другий елементи АБО, при цьому, перший і другий входи пристрою підключено до входів відповідно першого та другого вхідних регістрів, виходи яких підключено до перших входів відповідно першого та другого суматорів, до других входів яких підключено виходи відповідно першого та другого блоків констант нулевізації, виходи першого та другого суматорів підключено до перших входів відповідно суматорів першої та другої груп, до других входів суматорів першої та другої груп підключені відповідні шини подачі констант виду n1 , 0, mn,2  mn,..., (N  1)  mn (N   mi; mi (i  1 n) модулі КЛ; n - кількість модулів КЛ; mi  mi1), а виходи i1 суматорів першої та другої груп підключено відповідно до перших і других груп входів схеми 40 45 50 55 порівняння однорядкового коду, перший (nA  nB ) вихід схеми порівняння однорядкового коду підключено до перших входів першого та другого елементів І, другий (nA  nB ) вихід схеми порівняння однорядкового коду підключено до першого входу першого елемента АБО, третій (nA  nB ) вихід схеми порівняння однорядкового коду підключено до першого входу другого елемента АБО. Недолік прототипу - значна кількість обладнання пристрою, що обумовлено в першу чергу наявністю {[log2 (mn-1)] + 1} - розрядної схеми порівняння лишків аn і bn за модулем mn КЛ. Технічною задачею запропонованої корисної моделі є зменшення кількості обладнання пристрою за рахунок виключення зі структури прототипу схеми порівняння лишків аn і bn за модулем mn КЛ. Поставлена задача вирішується наступним чином. У пристрій для порівняння даних, що представлені у непозиційній системі числення класу лишків, який містить перший і другий вхідні регістри, перший і другий блоки констант нулевізації, перший і другий суматори, першу і другу групи суматорів, схему порівняння однорядкового коду, перший і другий елементи І, перший та другий елементи АБО, при цьому, перший і другий входи пристрою підключено до входів відповідно першого та другого вхідних регістрів, виходи яких підключено до перших входів відповідно першого та другого суматорів, до других входів яких підключено виходи відповідно першого та другого блоків констант нулевізації, виходи першого та другого суматорів підключено до перших входів відповідно суматорів першої та другої груп, до других входів 1 UA 73379 U суматорів першої та 0, m1,2  m1,...,(N  1)  m1 5 10 15 20 25 30 другої груп підключені відповідні шини подачі n констант (N   mi ; де mі  модулі КЛ; n  кількістьмодулів КЛ; mi  mi1 ), а виду виходи i 2 суматорів першої та другої груп підключено відповідно до перших і других груп входів схеми порівняння однорядкового коду, перший (n A  nB ) вихід схеми порівняння однорядкового коду підключено до перших входів першого та другого елементів І, другий (n A  nB ) вихід схеми порівняння однорядкового коду підключено до першого входу першого елемента АБО, третій (n A  nB ) вихід схеми порівняння однорядкового коду підключено до першого входу другого елемента АБО, введено третій елемент АБО та елемент заборони, при цьому вихід підрегістра лишку a1 за найменшим модулем КЛ m1 першого регістра підключено до входу першого блока констант нулевізації, до другого входу першого елемента І та до першого входу третього елемента АБО, а вихід підрегістра лишку 6, за найменшим модулем КЛ m1 другового регістра підключено до входу другого блока констант нулевізації, до другого входу другого елемента І та до другого входу третього елемента АБО, перший (n A  nB ) вихід схеми порівняння однорядкового коду підключено до першого (інформаційного) входу елемента заборони, до другого (забороненого) входу якого підключено вихід третього елемента АБО, вихід елемента заборони є першим (А = В) виходом пристрою, а виходи першого та другого елементів АБО є відповідно другим (А > В) і третім (А В) і третій (А nв) вихід схеми 12 порівняння однорядкового коду підключено до першого входу першого 15 елемента АБО, а третій (nа В) і третім 21 (А nB, тоді сигнал другої вихідної шини схеми 12 через елемент АБО 15 надходить до другого виходу 20 пристрою. Якщо nА < nB, тоді сигнал третьої вихідної шини схеми 12 через елемент АБО 16 надходить до третього виходу 21 пристрою. Якщо nА = nB, тоді сигнал першої вихідної шини схеми 12 надходить до перших входів елементів І 13 і 14, а також надходить до інформаційного входу елемента 18 заборони. Якщо а1=b1=0, тоді відкритий елемент 18 заборони, і присутній сигнал шини 19. В останніх випадках елемент 18 заборони закрито. У випадку, коли а 1=1 і b1=0, відкрито елемент І 13, вихідний сигнал якого через елемент АБО 15 надходить до виходу 20 пристрою. У випадку, коли а1=0 і b1=1, відкрито елемент І 14, вихідний сигнал якого через елемент АБО 16 надходить до виходу 21 пристрою. Розглянемо приклади порівняння чисел у КЛ, що заданий модулями m1=2, m2=3 і m3=5 (фіг. 1, таблиці 1-4). Приклад 1. Нехай А21 = (1, 00,001) і В24 =(0,00,100) (табл. 1). За значенням а1=1 (b1-0) у БКН (А) (B) 5 (6) вибирається КН (таблиця 2) виду КН = (1, 01, 001) (KH = (0,00,000)). Суматор 7 (8) реалізує операцію (таблиці 1, 2) (А) А21 – КН = (1,00, 001) - (1, 01, 001) = (0,10, 000) 3 UA 73379 U (B) 5 (В24 - КН = (0,00,100) - (0,00,000) = = (0,00,100)). Значення (0,10,100) і (0,00,100) з виходів відповідних суматорів 7 і 8 надходить на перші входи відповідно суматорів першої 9 і другої 10 груп. На другі входи суматорів 9 і 10 груп по шинам 11 надходять сигнали, що відповідають значенню констант ; 0, m1,2  m1,3  m,...,13  m1,14  m1 (тобто m1  j, для j  0, N  1 m1  2 ), таблиця 3. З виходів суматорів 9 (n ) (10 11111 (таблиця 4) надходить на першу групу входів } сформований ОК K 15A  K 15 )  {1111011111 (n ) (12 111111 } СПОК 12. З виходів суматорів 10 ОК виду K 15B  K 15 )  {1101111111 10 15 20 надходить на другу групу входів СПОК 12. Так як nА = 10 < nв = 12, тоді на третьому виході СПОК 12 присутній вихідний сигнал, який через елемент АБО 16 надходить до виходу 21 пристрою. Це свідчить про те що А21 В 20 пристрою. Це свідчить про те що А21 > В20. Таким чином, запропонована корисна модель для порівняння даних А = (а1, а2,…, аn) і В = (b1, b2,…, bn), що представлені у КЛ, дозволяє зменшити кількість обладнання пристрою за рахунок виключення зі структури прототипу {[log2 (mn-1)] + 1} - розрядної схеми порівняння лишків аn і bn за модулем mn КЛ. Відмітимо, що з збільшенням розрядної мережі обробки інформації (збільшення значення mn), що характерно для сучасного розвитку ІУС, ефективність використання запропонованої корисної моделі суттєво росте. Даний ефект досягається при збереження всіх технічних характеристик пристрою. Таблиця 1 Таблиця кодових слів КЛ А (В) у ПСЧ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 m1=2 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 А (В) у КЛ m2=3 00 01 10 00 01 10 00 01 10 00 01 10 00 01 10 m3=5 000 001 010 011 100 000 001 010 011 100 000 001 010 011 100 А (В) у ПСЧ 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 4 m1=2 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 А (В) у КЛ m2=3 00 01 10 00 01 10 00 01 10 00 01 10 00 01 10 m3=5 000 001 010 011 100 000 001 010 011 100 000 001 010 011 100 UA 73379 U Таблиця 2 Константи нулевизації Константи КН а1 (b1) m1=2 0 1 0 1 (А) (В) (КН ) у КЛ m2=3 00 01 m3=5 000 001 Таблиця 3 Константи груп суматорів (j j m 1 0,14  ) Константи у КЛ m2=3 00 10 01 00 10 01 00 10 01 00 10 01 00 10 01 m1=2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 m3=5 000 010 100 001 011 000 010 100 001 011 000 010 100 001 011 Таблиця 4 Значення однорядкового коду для m1=2 nA (nB) 0,14 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 j2 (n (n K15A ) (K15B ) ) ( j  0,14 ) {111111111111110} {111111111111101} j111111111111011} {111111111110111} {111111111101111} {111111111011111} {111111110111111} {111111101111111} {111111011111111} {111110111111111} {111101111111111} {111011111111111} {110111111111111} {101111111111111} {011111111111111} 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 5 m1=2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Константи у КЛ m2=3 00 10 01 00 10 01 00 10 01 00 10 01 00 10 01 m3=5 000 010 100 001 011 000 010 100 001 011 000 010 100 001 011 UA 73379 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Пристрій для порівняння даних, що представлені у класі лишків (КЛ), що містить перший і другий вхідні регістри, перший і другий блоки констант нулевізації, перший і другий суматори, першу і другу групи суматорів, схему порівняння однорядкового коду, перший і другий елементи І, перший та другий елементи АБО, причому, перший і другий входи пристрою підключено до входів відповідно першого та другого вхідних регістрів, виходи яких підключено до перших входів відповідно першого та другого суматорів, до других входів яких підключено виходи відповідно першого та другого блоків констант нулевізації, виходи першого та другого суматорів підключено до перших входів відповідно суматорів першої та другої груп, до других входів суматорів першої та другої груп підключені відповідні шини подачі констант виду n 0, m1,2  m1,...,(N  1)  m1 (N   m ; де m  модулі КЛ; n  кількістьмодулів КЛ; m  m i і i i 1 ), а виходи i2 15 20 25 30 суматорів першої та другої груп підключено відповідно до перших і других груп входів схеми порівняння однорядкового коду, перший (nA  nB ) вихід схеми порівняння однорядкового коду підключено до перших входів першого та другого елементів І, другий (nA  nB ) вихід схеми порівняння однорядкового коду підключено до першого входу першого елемента АБО, третій (nA  nB ) вихід схеми порівняння однорядкового коду підключено до першого входу другого елемента АБО, який відрізняється тим, що введено третій елемент АБО та елемент заборони, причому вихід підрегістра лишку a1 за найменшим модулем КЛ m1 першого регістра одночасно підключено до входу першого блока констант нулевізації, до другого входу першого елемента І тадо першого входу третього елемента АБО, а вихід під регістра лишку b 1 за найменшим модулем КЛ m 1 , другового регістра одночасно підключено до входу другого блока констант нулевізації, до другого входу другого елемента І та до другого входу третього елемента АБО, перший (nA  nB ) вихід схеми порівняння однорядкового коду підключено до першого (інформаційного) входу елемента заборони, до другого (забороненого) входу якого підключено вихід третього елемента АБО, вихід елемента заборони є першим (A  B) виходом пристрою, а виходи першого та другого елементів АБО є відповідно другим (A  B) і третім (A  B) виходами пристрою. 6 UA 73379 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7